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1、1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 1 Inorganic Chemistry* 第10 章 沉 淀 平 衡 Inorganic Chemistry 2 无 机 化 学 主要内容 10-1 溶度积原理 10-2 沉淀与溶解 Inorganic Chemistry 3 无 机 化 学 10-1-1 溶度积常数 K-Ksp (solubility product), 难溶电解质溶解沉淀平衡 的平衡常数，它反应了物质的溶解能力。 溶度积常数，简称溶度积。 在一定温度下，将难溶电解 质晶体放入水中时，就发生溶解 和沉淀两个过程。在一定条件下 ，当溶解和沉淀速率相等时，便 建立了一
2、种动态平衡。 溶解 沉淀 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) K = Ag+Cl- 10-1 溶度积原理 Inorganic Chemistry 4 无 机 化 学 Ksp= Am+nBn-m 一般沉淀反应：AnBm(s) nAm+(aq)+mBn-(aq) 溶度积常数的意义：一定温度下，难溶强电解质饱和 溶液中离子浓度的系数次方之积为一常数。 Ksp越大则 难溶电解质在溶液中溶解趋势越大，反之越小。 Ksp只与温度有关。温度一定，值一定，不论含不含 其它离子。溶度积为一常数，在数据表中可查得。 Ksp= Ca2+5PO43- 3F- Ca5(PO4)3F 5Ca2+(aq)+
3、 3PO43- (aq) + F- (aq) Inorganic Chemistry 5 无 机 化 学 10-1-2 溶度积原理 沉淀溶解平衡时: Ksp= Am+nBn-m J Ksp 过饱和溶液，沉 淀析出，直至 饱和为止。 J = Ksp 饱和溶液， 处于平衡。 Inorganic Chemistry 6 无 机 化 学 J = c(Pb2+)c(I-)2 = 0.1 (0.1)2 = 1 10-3 J Ksp 会产生PbI2沉淀 例题1： 等体积的0.2 molL-1的Pb(NO3)2和0.2 molL-1 KI水溶液混合是否会产生PbI2沉淀？ Ksp = 1.4 10-8 解：P
4、bI2 (s) Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) Inorganic Chemistry 7 无 机 化 学 0.100 molL-1 的MgCl2溶液和等体积同浓度的NH3水混合， 会不会生成Mg(OH)2沉淀？已知 Ksp Mg(OH)2 5.6110-12, Kb (NH3) 1.7710-5。 解题思路 有无Mg(OH)2沉淀生成的判断标准：J与Ksp 的关系。 Mg(OH)2 Mg2+(aq)+ 2OH- (aq) J= c(Mg2+ ) c(OH- )2 从已知条件中可以获得c(Mg2+)，c(OH-)由NH3水提供，可间接获得。 MgCl2溶液与NH3水等体积混合，两者
5、浓度均减半。 c(Mg2+)c (NH3)= 0.100/2=0.05 molL-1 c(NH3)/Kb500 c(OH-)= =9.4110- 4 molL-1 J c(Mg2+ ) c(OH- )2 =0.05 (9.4110- 4)2 =4.410-8 J Ksp 生成Mg(OH)2沉淀。 Inorganic Chemistry 8 无 机 化 学 引深 若在MgCl2溶液与NH3水等体积混合前，先 加入一定量NH4Cl，使其在混合液中浓度为0.5 molL-1 ，是否还有沉淀？ 解： c(OH-) = Kb c(NH3)/c( NH4Cl) =1.7710-6 molL-1 Jc(Mg
6、2+ ) c(OH- )2=0.05 (1.7710-6)2 = 1.5610-13 y 所以结论不正确 2x x y y Inorganic Chemistry 15 无 机 化 学 10-1-4 溶度积Ksp的计算 （1）由溶解度求得 AnBm(s) = nAm+(aq)+mBn-(aq) Ksp= (nS)n(mS )m （2）由热力学数据求得 AnBm(s) = nAm+(aq)+mBn-(aq) rGo = -RTln Ksp lnKsp = - rGo /RT （3）电化学方法求解 rGo = -RTlnKs rGo nFEo sp05920 nEo lgK= Inorganic
7、Chemistry 16 无 机 化 学 10-1-5 同离子效应和盐效应 1.同离子效应 （1）含义： 在难溶电解质的溶液中加入含有相同离 子的强电解质，使难溶电解质的溶解度S减小的作用。 Ksp(AgCl)= Ag+Cl- = (S*)(S*)= S*2 例1： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) S* S* Inorganic Chemistry 17 无 机 化 学 AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq) 加入HCl后达平衡 S S+0.01 0.01 Ksp = Ag+Cl- =S(S+0.01)= 1.6 10-10 S = 1.77 10-8 m
8、olL-1 S*1.33 10-5 molL-1 AgCl在0.01molL-1 HCl中的溶解度S？ AgCl溶解度比纯水中减少！ Inorganic Chemistry 18 无 机 化 学 例2：298K时硫酸钡的溶解度为1.0410-5molL-1，问在 0.010molL-1的硫酸钠溶液中的溶解度是多少？ 求s BaSO4 Ba2+ + SO42- 初 0 0.01 平衡 s s+0.010.01 Ksp=Ba2+SO42- =s0.01 s=Ksp/0.01 =1.0810-10/0.01 =1.0810-8molL-1 sKsp(ZnS) = 2.9310-25 所以Zn2+先沉
9、淀。 要分离两种离子，必须在Zn2+沉淀完全时而Mn2+还未沉淀。 Zn2+沉淀完全时，Zn2+=10-5 molL-1 Mn2+=0.1 molL-1 分别按上述公式计算得到：pH=2.32，5.41 控制pH在：2.32pH5.41 Inorganic Chemistry 34 无 机 化 学 例题： 25下,于0.10molL-1FeCl2溶液和CuCl2溶液中通入 H2S(g), 使其成为饱和溶液 (c(H2S)= 0.10molL-1) 。试判断能否 生成FeS沉淀？ Cu2+ H2S CuS(s)+2H+ 解： Ksp(CuS) Ksp(FeS） CuS先生成沉淀 。 沉淀完全时溶
10、液中H+=0.2 molL-1 H2S饱和溶液中有：S2- H+ 2 =6.8410 -24 S2- = 1.710 -22 molL-1) Fe2+S2- = 0.1 1.710 -22 Ksp(FeS ） 不会生成FeS沉淀。 Inorganic Chemistry 35 无 机 化 学 MS(s)+2H+M2+ H2S K=M2+H2S/H+2 =Ksp/(Ka1Ka2) 溶解： 当M2+=0.10molL-1, H2S0.1molL-1时平衡溶液中H+为 ： Ksp越小者所需酸的浓度越大。 Inorganic Chemistry 36 无 机 化 学 例： 将 0.1 mmol 的 C
11、uS 溶于 1.0 mL 盐酸中， 求所需的盐酸的最低的浓度。 Ksp(CuS) = 1.2710 -36 。 解： CuS 完全溶解后体系中 Cu2+=0.1 molL-1 假定溶液中平衡时 H2S=0.1 molL-1 H+=7.34105 molL-1 C(H+)= 7.34105 +0.12 7.34105molL-1 实际上用最浓的盐酸（12molL-1 ）也不能溶解 。 Inorganic Chemistry 37 无 机 化 学 Inorganic Chemistry 38 无 机 化 学 10-2-4 分步沉淀 如果溶液中同时含有几种离子，当加入某种沉淀剂 时，沉淀反应将依怎样
12、的次序进行呢？ 含义：先后沉淀的作用。相反的过程称为“分步溶解 ”（选择性溶解） 规律： 同一组成类型的化合物： Ksp 小的先成为沉淀析 出，Ksp大的后成为沉淀析出。 不同类型的化合物： 通过计算分别求出产生沉淀 时所需沉淀剂的最低浓度，其值低者先沉淀。 Inorganic Chemistry 39 无 机 化 学 例：在含有0.01molL-1Cl和0.01 molL-1 I的混合溶液中,逐滴 加入AgNO3溶液，现象如何？能否用分步沉淀的方法分离? 已知 :AgCl的Ksp=1.7710-10, AgI的Ksp=8.5110-17 解：AgCl开始沉淀的Ag+1=1.7710-10/0.01=1.7710-8molL-1 AgI开始沉淀的Ag+2=8.5110-17/0.01=8.5110-15molL-1 生成AgI沉淀所需Ag+离子浓度少，所以先沉淀。 AgCl开始沉淀时，溶液中的I-离子是否沉淀完全？ AgCl开始沉淀的Ag+=(1.7710-10)/0.01=1.7710-8(molL-1) 此时溶液中I-=Ksp(AgI)/ Ag+=(8.5110-17)/(1.7710-8)
